[发明专利]基于增强灰狼算法的统一电能质量调节器容量的优化方法

权利要求书

1.一种基于增强灰狼算法的统一电能质量调节器容量的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、建立UPQC容量优化模型；

串联电压V_se被注入相角γ和幅值，以保持合成负载电压V_L在额定值和位移角δ的偏移；产生的负载电流I'_L具有根据位移角的角度移动；因此，负载功率因φ和负载电流I_L或I'_L在操作期间是恒定的，建立UPQC系统的数学模型：

串联电压V_se的大小计算如下：

串联变换器的VA负载为

并联变流器的VA负载表示为

将式(2)和式(4)相加，UPQC的VA负荷为

S_UPQC＝S_se+S_sh (5)

串联变压器的VA额定值是将最大绕组电流乘以最大串联电压计算得出的：

所有式(1)-(6)均为δ和k的函数；

基于数学模型和基本逻辑，将优化问题表述如下：

min.F_UPQC＝(X,Y,Z) (7)

S_sh(k,δ)≤X (8)

S_se(k,δ)≤Y (9)

其中，式(7)为目标函数，X,Y和Z是并联变换器、串联变换器和串联变压器的VA额定值；式(8)-(10)为不等式约束条件，可以确保VA负荷在VA额定值的限制之内；之后，引入了目标函数中的权重；权重为变压器和变流器的单位成本；那么目标函数的物理意义就是UPQC系统的总资本成本，则优化问题更新如下：

min.λ^TF_UPQC＝λ_in×(X+Y)+λ_tr×Z (11)

S_sh(k_min,δ₁)≤X (12)

S_se(k_min,δ₁)≤Y (13)

S_sh(k_max,δ₂)≤X (15)

S_se(k_max,δ₂)≤Y (16)

其中，式(11)为目标函数，λ_in和λ_tr是变换器和变压器的单位成本；λ^TF是UPQC系统的总资本成本；式(12)-(17)为不等式约束条件，只考虑k＝k_min且k＝k_max的情况以减少问题的计算负担；以此获得并联变换器、串联变换器和串联变压器的最大VA额定值，分别为S_{sh_o}、S_{se_o}和S_{ST_O}；

步骤2、在UPQC容量优化模型基础上，先对VA额定值的范围进行评估，再使用灰狼算法来搜索UPQC系统的最小VA额定值，得出最优解。